杨春城
惠州旭鑫智能技术有限公司
摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，在对机械结构进行创新的时候可摒弃传统的设计模式，和现阶段的实际需求情况相结合对其进行不断创新，特别是对于机械设计人员的培养，要不断提高其创新意识。在机械设计变元法的基础上对机械结构设计当中创新设计的运用进行分析和探讨。
关键词：创新设计；机械结构设计；运用
引言
当今社会在飞速发展，经济效益也在不断增长。为了能够长期占据有力市场地位，提高企业市场竞争力，不少行业都对自身技术或设计进行新时代的创新。机械结构设计的市场慢慢变得丰富起来，设计的理念也不免有些改变，所以要及时对其结构设计进行改善和创新，跟上新时代的脚步。在现代化的时代下，与时俱进是最好的选择，借助变元法，让机械结构不断地优化更新，不仅为结构的质量做出保障，还增加了在实际应用中的效果。
1创新设计在机械结构设计中的必要性
1）时代发展和科学进步的要求目前，国家在经济发展和科技的进步上都取得了非常大的成效，因此，对机械结构设计的设计理念和构思都有了更严格的把关。进入新时代，怎么样才能够让机械结构设计满足当前国家和社会发展需要，人民的使用需求成为了一项亟待思考和解决的问题。要想有效的解决这一问题，就要创新机械结构的设计，在机械结构设计中融入创新的理念，在实践中进行创。2）创新机械机构设计能满足产品系统的要求在科技不断发展的同时，机械设备的各项功能也尽可能变的完善，越来越全面了。而为了适应当前社会各方面的发展和建设需求，对机械结构设计的层次和要求也变得越来越苛刻，越来越严格。生产出来的机械产品，不但要具备实用性强，性能好，价钱实惠的特点，还要保证具备一定的创新理念。要想保证设计的机械产品能够符合当前社会所需求的机械产品类型，机械结构的设计人员就应该积极地运用当前创新设计的理念，创新机械设计的结构，完善机械创新设计的方案，以此来满足产品系统的要求。3）创新机械结构设计更能强调系统的构建创新设计机械结构，设计者要对自己的设计理念提出更高的要求，依据设计理念是否能够满足各个行业的实际需求，来对设计者的创新设计是否能够达到要求进行一定的评判。同时，设计者的创新设计理念，也应该注重机械内部整体性的建造，掌握其内部结构的稳定规律，以此来具体的分析机械结构创新设计的具体方法和途径。这样一来，机械结构设计中的创新设计也就更加能够体现出机械系统内部完整性系统性的建造。
2借助变元法来深层讨论分析机械结构设计方案
2.1材料变元
材料是机械结构中最基础也是最重要的部分，为最终整体结构质量奠定基矗材料的不同也决定着功能和最后呈现效果的不同。所以说，选用正确合理的材料对机械结构尤为重要。在创新设计工作开展时，对材料的选择不能忽略懈怠，要根据实际情况从各种各样的材料中找出最符合标准和要求的，从而来保障工作顺利进行和结构质量的良好。假设以钢材为选中材料用于机械结构，那么务必需要提升结构的稳定性和刚硬度，这样才能充分的将其钢材的特点发挥出来，实现最优结构质量。如果要完成这一想法，必须需要对钢材进行和截面积的加大工作，这样才能把它的优势发挥到最大。铸铁材料与钢材相比，刚硬度有一点不足，并且深受原先传统设计的影响，导致它的优点优势不能发挥到位，确保不了结构的质量和安全。为了改善这一问题，可以将强筋或其他类似材料加入到铸铁中，这对质量和性质都有质的提高。充分利用变元法，将材料进行改变，选用最优材料设计方案，以保障效果最佳。
2.2机械结构设计中的数量变元
数量变元是机械结构设计中的一个基本变元，通过对产品零件数量的改变，从而达到对产品功能和性能的改变。例如：机械结构的设计师在设计产品时，为了能够充分体现出产品的功能性与实用性，通常会采用直线设计的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在直线设计中，螺丝是其中最重要的基础要素。一旦螺丝出现松动或者偏移的现象将直接影响整个机构的设计，为有效降低这种问题发生的概率，设计师通常会选择采用增加弹簧垫的方式增强弹簧的稳定性，这样不但不会造成弹簧歪斜，同时还能发挥很好的缓冲作用。除此之外，在进行设计时，设计师还可以将一些冗杂的元素进行适当的整合，不但方便携带与安装，还能极大地缩短工作时间。这就是数量变元的优势。
2.3工艺变元在设计中的应用
许多材料在机械结构设计当中都有应用，各部分结构制造的过程当中都和实际情况相结合来适当的选择合适的材料，同时由于零部件所使用的材料具有一定的差异，导致其具体的加工工艺也会具有一定的差异性，就算是材料相同，在具体加工的过程当中，所采用的加工工艺也会存在着本质上区别，其主要目的就是为了采用科学的加工工艺充分发挥出材料的作用，如此方可从根本上将机械的使用效率提升上来。所谓的工艺变元法其实指的就是对材料的加工方式进行改变从而创新机械结构设计。比如，在实际设计模具的过程当中，斜顶的要求较高，特别是一些精密模具的斜顶尺寸较小，普通渗碳工艺难以满足设计要求，需要采用特殊工艺使材料获得更佳的刚性，有效确保设计质量的提升。
2.4机械结构设计时进行形状变元
什么是形状变元？形状变元，其实就是指将一些机械结构零件的外形和表面的轮廓进行调整和改变来达到理想的器件多一种活动。通过改变各种零件的形状，规格和类型，来创新各种机械结构的设计方案。举一个例子，弹簧的形状是多种多样的，但是在我们的日常生活中最常见到的大概就是两种，一个是平面弹簧，一个是圆柱形的弹簧。但是这两种类型的弹簧在机械结构的设计中却是远远不够的，它需要适应各种不同类型的机械设备。这时就需要根据设备的使用形状来对弹簧的形状进行改变，以满足设备生产和组装的需求，对机械结构进行系统的优化。这样也是保证在机械结构的设计中，能够有效地进行创新设计的一种有效途径。
2.5机械结构设计中的连接变元
焊接、螺纹固定、胶水粘接等是机械产品零件连接的主要方式，只有根据机械产品的实际情况选择合适的连接方式，才能保障机械产品的长久运行。因此，机械结构设计师在进行机械结构的创新设计时，要结合实际情况，对产品的连接方式进行相应的创新。譬如对那些过于牢固无法拆卸的产品零部件，可以采用焊接的方式处理，这样就能确保产品零件的稳定。而那些能够随时拆卸的零件，可结合实际情况，选择胶水粘接或者螺纹固定的方式进行处理。
结语
根据我国机械制造业的现状来看，未来机械结构的创新设计仍存在诸多不足。因此，要求机械制造业的设计人员在机械结构创新设计的应用过程中，必须结合产品的实际情况对机械结构的本质进行创新，同时还要不断地提升创新意识，打破传统的设计理念，通过变元法的合理运用，设计出经济实用的独特性产品，这样才能保障机械产品的社会效益与系统可行性，推动机械制造业的进一步发展。
参考文献
[1]韩宁.基于创新设计的机械结构实训项目开发[J].现代制造技术与装备,2018，(02):183-184.
[2]王宇,陈银,卢孔宝.基于3D打印技术机械结构设计的创新课堂教学设计探索[J].内燃机与配件,2017，(19):153-154.
[3]陈冲.运动力学在机械结构设计中的应用[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(19):62-64.
[4]陈东华,王悦,丁马冬,张依萌,胡海东,吕广雪,李雅楠,夏嘉成,马丽心.机械结构模块化创新平台优化设计[J].价值工程,2017,36(27):99-100.
[5]杨雪荣,孟欢,姚丽娟,成思源.基于TRIZ理论的轨检小车机械结构创新设计[J].包装工程,2016,37(14):16-20.
论文作者:杨春城
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
标签：机械论文; 结构论文; 结构设计论文; 材料论文; 产品论文; 弹簧论文; 实际情况论文; 《中国西部科技》2019年第21期论文;